专利名称：太阳能集热管及其热水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能集热器，可有效地利用太阳能，提髙热传导效率。
技术背景当今设计、建造的房屋、花苑、小区……新建的楼群；展现到人们面前是 哪样的新颖、悦目、深感亲切。特别是那些建筑商在选材、用材上大量釆用保 温、节能、环保的材料。利用材料的质感和色彩装饰建筑的面墙及屋面瓦，塑 造品质丰富、典雅的建筑群。具有立面观赏价值一一远近对应、高低交错、长 短变换，展示生态环境的技能。在功能上动静分区、内外有别、具有独立性又 有私密性、拥有良好的朝向和视觉景观，使新型建筑群体走向休闲化、园林化。 可是最缺憾的是一一这些原建的和现建的及待建的建筑群体，大多没有应用 太阳能这个最洁净、最经济的可再生能源，给这些原建的和现建的及待建的建 筑群体，增添和安装太阳能供热(热水)系统功能。如果这些原建的和现建的及 待建的建筑群体具备了太阳能集中供热(热水)系统功能，我们的建筑群体就更 丰富多彩、更壮观、更现代化、更智能化、人性化，这是地球、人类自我要求。 一般的太阳能集热器大体为金属平板型和玻璃真空管型。最常见的平板型 太阳能集热器，集热板由铜或铝板制作；集热板表面为选择性吸收镀层，能髙 效吸收太阳光。集热管由若干平行铜管组装而成。平板型集热器上部装有透明 的玻璃盖板。平板集热器可以直接用水作传热介质。但在冬天酷寒地区需用不 冻液代替水传热。再二次将水加热。平板集热器主要用于加热80摄氏度以下的 低温热水。因为高温运行时热损较大。玻璃真空管太阳能集热器将太阳能集热管或板置于真空玻璃管中，大大降 低了热损。最普遍使用的双层全玻璃真空管集热器为U形，其外层真空玻璃管 为透过层，内层玻璃集热管为吸收太阳能层，太阳能直接加热内层玻璃集热管 内的水。之所以为U形而不是直通的双层管，是因为内层玻璃集热管有可能处 在(在管内无水时)比外层真空玻璃管高很多的高温状态，U形管有自然伸縮 的空间，而直通管没有自然伸缩的空间，所以直通管会热裂而U形管不会。但是，U形管式太阳能集热管内的不是流动水，热传递是在热水分子和冷 水分子间的分子传导，传导效率很低。U形管与水箱的距离要尽可能的短，便于 U形管中的热水分子与水箱中的冷水分子进行热交换。所以我们看到许多的屋顶上放着的是u形管插在水箱中的太阳能热水器。不走水的太阳能集热管其热效率底，水箱不能与之远距离分开因而结构臃肿，造价髙，安装困难，水箱占用 楼面的光照面浪费了光能。直接使用光热水的全玻璃真空管太阳能集热器冬季酷寒时有水结冰冻裂 的问题，有时也因热应力而引起玻璃管炸裂。此外，因所有玻璃真空管和水箱 直接连接，如有一根管破裂，水箱中的水就会泄漏。中国发明专利CN02118948.X"抗冻型真空管太阳能集热器"公开了一种走 水式的U形管式太阳能集热器，它在双层全玻璃真空管装不冻液接受太阳热能， 不冻液中的金属流通管一橡胶管一金属流通管内走水，接受不冻液传导的热能， 不冻液防止酷寒期日落后双层全玻璃真空管结冰、冻破，橡胶管防止酷寒期曰 落后金属流通管一橡胶管-金属流通管结冰、冻破，使之在冬天冻结地区也能 正常使用而不至于冻坏。但是这个真空管太阳能集热器的结构过于复杂，制造和安装难度都非常大， 成本也较高，不利于推广应用。发明内容本发明的目的是提供一种太阳能集热管及其热水装置，它具有热效率高， 结构简单，制造和安装方便，便于推广应用的优点。本发明的技术方案是 一种太阳能集热管，它有U型双层全玻璃真空管， 其特征在于U形管内有芯管，U形管与芯管间形成外流道，芯管中有内流道， 封头盖在U形管和芯管的管口上，外流道和内流道与封头外的空间相通。一种太阳能集热管，其特征在于将上述的多个太阳能集热管连接使用， 每个太阳能集热管的外流道均连通，每个内流道均连通。如上所述的太阳能集热管，其特征在于所述的U形管横向和/或对向排列。一种太阳能热水装置，它有太阳能集热管，水箱和连接水管，所述的太阳能集热管它有U型双层全玻璃真空管，其特征在于U形管内有芯管，U形管与芯管间形成外流道，芯管中有内流道，封头盖在u形管和芯管的管口上，外流道和内流道通过各自的管道与水箱相通。如上所述的太阳能热水装置，其特征在于将上述的多个太阳能集热管连 接使用，每个太阳能集热管的外流道均连通，每个内流道4均连通。如上所述的太阳能热水装置，其特征在于所述的U形管横向和/或对向排列。如上所述的太阳能热水装置，其特征在于还包括热交换器，热交换器一 侧与太阳能集热管的流道相通，另一側与水箱相通。如上所述的太阳能热水装置，其特征在于太阳能集热管的内外流道中充 不冻液。本发明的太阳能集热管，利用了目前非常成熟的U型双层全玻璃真空管技 术，它的集热效率髙，制造工艺成熟，成本低廉，但用插入芯管的结构在U型 管内形成了走流体的流道，克服了现有U型管不能走水的缺点，提高了热传导 效率，而且结构非常简单。采用该太阳能集热管的太阳能热水装置可以将水箱 与太阳能集热管远距离分开设置，将水箱从光照的屋面移开，在光照屋面全部 布置太阳能集热管，充分利用光照屋面。而且，由于太阳能集热管不必与水箱 靠在一起，所以除了屋顶外，高楼的侧墙面的装上太阳能集热管，然后与室内 的水箱连接，高楼的侧墙面的光照也可以利用了。
图l,是本发明实施例的太阳能集热管结构示意图。 图2,是本发明实施例2的太阳能集热管横向排列图。 图3，是图2的俯视图。 图4,是图2的侧视图。图5,是本发明实施例3的太阳能集热管横向、对向排列图。 图6，是图5的侧视图。
具体实施方式
图l中标记的说明1一U形管，2 —芯管，3 —外流道，4—内流道，5 —封 头，6—内流道口， 7—外流道口。参见图l。本发明实施例1的太阳能集热管，它有U型双层全玻璃真空管， 其特征在于U形管1内有芯管2, U形管1与芯管2间形成外流道3,芯管2 中有内流道4,封头5盖在U形管1和芯管2的管口上，外流道3和内流道4 与封头5外的空间相通。参见图2至图4。本发明实施例2的太阳能集热管，其特征在于将实施例1的5个太阳能集热管连接使用，5个太阳能集热管的U形管l横向排列，用连 接接头将5个太阳能集热管的外流道3串接起来，使之均连通，5个内流道4 串接起来，使之均连通。参见图5至图6。本发明实施例3的太阳能集热管，其特征在于多个所述 的U形管1横向排列，同时两个横向的排列又对向排列。本发明的太阳能热水装置，它有太阳能集热管，水箱和连接水管，所述的 太阳能集热管它有U型双层全玻璃真空管，其特征在于U形管1内有芯管2， U形管1与芯管2间形成外流道3,芯管2中有内流道4，封头5盖在U形管1 和芯管2的管口上，外流道3和内流道4通过各自的管道与水箱相通，或热交 换器的一侧相通。本发明的太阳能热水装置也可以使用多个太阳能集热管，将上述的多个太 阳能集热管连接使用，每个太阳能集热管的外流道3均连通，每个内流道4均 连通，然后外流道3和内流道4均通过各自的管道与水箱相通，或热交换器的 一侧相通。高寒地区或冬季酷寒时，为克服有水结冰冻裂的问题，本发明的太阳能热 水装置可以在太阳能集热管的内外流道中充不冻液，用不冻液接受太阳热能， 然后不冻液流入室内的热交换器中将水箱中水加热。流体的(如水，不冻液甚至气体等)流动可以靠自有的压力进行，也可以 增设一台泵来实现。工作模式可以是连续式，也可以是间隙式；还可以采用分 温储存的水箱。
权利要求
1、一种太阳能集热管，它有U型双层全玻璃真空管，其特征在于U形管内有芯管，U形管与芯管间形成外流道，芯管中有内流道，封头盖在U形管和芯管的管口上，外流道和内流道与封头外的空间相通。
2、 一种太阳能集热管，其特征在于将上述的多个太阳能集热管连接使用，每个 太阳能集热管的外流道均连通，每个内流道均连通。
3、 如权利要求2所述的太阳能集热管，其特征在于所述的U形管横向和/或对 向排列。
4、 一种太阳能热水装置，它有太阳能集热管，水箱和连接水管，所述的太阳能集 热管它有U型双层全玻璃真空管，其特征在于U形管内有芯管，U形管与芯管间形 成外流道，芯管中有内流道，封头盖在U形管和芯管的管口上，外流道和内流道通过 各自的管道与水箱相通。
5、 如权利要求4所述的太阳能热水装置，其特征在于将上述的多个太阳能集热 管连接使用，每个太阳能集热管的外流道均连通，每个内流道4均连通。
6、 如权利要求5所述的太阳能热水装置，其特征在于所述的U形管横向和/或对向排列。
7、 如权利要求4或5或6所述的太阳能热水装置，其特征在于还包括热交换器，热交换器一侧与太阳能集热管的流道相通，另一侧与水箱相通。
8、 如权利要求7所述的太阳能热水装置，其特征在于太阳能集热管的内外流道中充不冻液。
全文摘要
一种太阳能集热管，它有U型双层全玻璃真空管，其特征在于U形管内有芯管，U形管与芯管间形成外流道，芯管中有内流道，封头盖在U形管和芯管的管口上，外流道和内流道与封头外的空间相通。
文档编号F24J2/05GK101216219SQ20081004668
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月11日 优先权日2008年1月11日
发明者尹维坊, 陈家鑫 申请人:武汉百年飞龙太阳能技术有限责任公司